深入研究Java类加载机制

时间:2023-03-08 22:08:38
深入研究Java类加载机制

类加载是Java程序运行的第一步,研究类的加载有助于了解JVM执行过程,并指导开发者采取更有效的措施配合程序执行。

研究类加载机制的第二个目的是让程序能动态的控制类加载,比如热部署等,提高程序的灵活性和适应性。

一、简单过程  

Java程序运行的场所是内存,当在命令行下执行java HelloWorld命令的时候,

JVM会将HelloWorld.class加载到内存中,并形成一个Class的对象HelloWorld.class。

其中,类加载过程如下:

 (1) 寻找jre目录,寻找jvm.dll,并初始化JVM;

    (2) 产生一个Bootstrap Loader(启动类加载器);

    (3) Bootstrap Loader自动加载Extended Loader(标准扩展类加载器),并将其父Loader设为Bootstrap Loader;

    (4) Bootstrap Loader自动加载AppClass Loader(系统类加载器),并将其父Loader设为Extended Loader;

    (5) 最后由AppClass Loader加载HelloWorld类。 

以上就是类加载的最一般的过程。

二、加载明细

类加载器各自搜索的目录:

Bootstrap Loader(启动类加载器):加载System.getProperty("sun.boot.class.path")所指定的路径或jar。

Extended Loader(扩展类加载器ExtClassLoader):加载System.getProperty("java.ext.dirs")所指定的路径或jar。在使用Java运行程序时,也可以指定其搜索路径,

                          例如:java -Djava.ext.dirs=d:\projects\testproj\classes HelloWorld

AppClass Loader(系统类加载器AppClassLoader)加载System.getProperty("java.class.path")所指定的路径或jar。在使用Java运行程序时,也可以加上-cp来覆盖原有的Classpath设置,

                          例如: java -cp ./lavasoft/classes HelloWorld

ExtClassLoader和AppClassLoader在JVM启动后,会在JVM中保存一份,并且在程序运行中无法改变其搜索路径。如果想在运行时从其他搜索路径加载类,就要产生新的类加载器。

三、类加载器的特点 

   1、运行一个程序时,总是由AppClass Loader(系统类加载器)开始加载指定的类。

    2、在加载类时,每个类加载器会将加载任务上交给其父,如果其父找不到,再由自己去加载。
    3、Bootstrap Loader(启动类加载器)是最*的类加载器了,其父加载器为null.

四、类加载器的获取   

 public class HelloWorld {
public static void main(String[] args) {
HelloWorld hello = new HelloWorld();
Class c = hello.getClass();
ClassLoader loader = c.getClassLoader();
System.out.println(loader);
System.out.println(loader.getParent());
System.out.println(loader.getParent().getParent());
}
}

打印结果:

sun.misc.Launcher$AppClassLoader@19821f 
    sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@addbf1 
    null

从上面的结果可以看出,并没有获取到ExtClassLoader的父Loader,原因是Bootstrap Loader(启动类加载器)是用C语言实现的,找不到一个确定的返回父Loader的方式,于是就返回null。

五、类的加载 

类加载有三种方式:

1、命令行启动应用时候由JVM初始化加载

    2、通过Class.forName()方法动态加载

    3、通过ClassLoader.loadClass()方法动态加载

三种方式区别比较大,看个例子就明白了:

public class HelloWorld {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
ClassLoader loader = HelloWorld.class.getClassLoader();
System.out.println(loader);
//使用ClassLoader.loadClass()来加载类,不会执行初始化块
loader.loadClass("Test2");
//使用Class.forName()来加载类,默认会执行初始化块
//Class.forName("Test2");
//使用Class.forName()来加载类,并指定ClassLoader,初始化时不执行静态块 //Class.forName("Test2", false, loader);
}
}
 public class Test2 {
static {
System.out.println("静态初始化块执行了!");
}
}

分别切换加载方式,会有不同的输出结果。

有关ClassLoader还有很重要一点:

  同一个ClassLoader加载的类文件,只有一个Class实例。

  但是,如果同一个类文件被不同的ClassLoader载入,则会有两份不同的ClassLoader实例(前提是着两个类加载器不能用相同的父类加载器)。